NVMe vs. SATA: Hvilken SSD-teknologi er raskere?

NVMe-stasjoner er en stor sak i datalagring akkurat nå, og med god grunn. Ikke bare lar en NVMe solid state-stasjon (SSD) de fleste eldre SSD-er i støvet, den brenner også raskt sammenlignet med standard 3,5- og 2,5-tommers stasjoner.

NVMe vs. SATA III

Ta for eksempel 1 TB Samsung 860 Pro, en 2,5-tommers SSD med en maksimal sekvensiell lesehastighet på 560 megabyte per sekund (MB / s). Etterfølgeren, den NVMe-baserte 960 Pro, er mer enn seks ganger raskere enn det, med en topphastighet på 3.500 MB / s.

Dette er fordi pre-NVMe-stasjonene kobles til en PC via SATA III, den tredje revisjonen av Serial ATA-datamaskinbussgrensesnittet. NVMe er imidlertid vertskontrollgrensesnittet for nyere, mer avanserte SSD-er.

SATA III og NVMe er de begrepene som ofte brukes for å skille mellom old school-stasjoner og den nye hottheten alle ønsker. NVMe er imidlertid ikke den samme typen teknologi som SATA III.

Vi vil undersøke hvorfor vi bruker begrepene "SATA III" og "NVMe" for å sammenligne teknologiene senere.

Hva er SATA III?

I 2000 ble SATA introdusert for å erstatte Parallel ATA-standarden som gikk foran den. SATA tilbød tilkoblinger med høyere hastighet, noe som betydde forbedret ytelse sammenlignet med forgjengeren. SATA III rullet ut åtte år senere med en maksimal overføringshastighet på 600 MB / s.

SATA III-komponenter bruker en bestemt type kontakt for å koble til en bærbar datamaskin, og en bestemt type kabel for å koble til et stasjonært PC-hovedkort.

Når en stasjon er koblet til datasystemet via SATA III, er arbeidet bare halvparten ferdig. For at stasjonen faktisk skal snakke med systemet, trenger den et vertskontrollergrensesnitt. Den jobben tilhører AHCI, som er den vanligste måten for SATA III-stasjoner å snakke med et datasystem.

I mange år opptrådte SATA III og AHCI beundringsverdig, inkludert de første dagene av SSD-er. Imidlertid ble AHCI optimalisert for roterende medier med høy latens, ikke lav latens, ikke-flyktig lagring som SSD-er, forklarte en representant fra stasjonsprodusenten Kingston.

Solid-state-stasjoner ble så raske at de til slutt mettet SATA III-tilkoblingen. SATA III og AHCI kunne rett og slett ikke gi nok båndbredde for stadig mer dyktige SSDS.

Med utvidede kjørehastigheter og muligheter var søket på et bedre alternativ. Og heldigvis var den allerede i bruk på PC-er.

Hva er PCIe?

PCIe er et annet maskinvaregrensesnitt. Det er best kjent som måten et grafikkort går på en stasjonær PC, men det brukes også til lydkort, Thunderbolt-utvidelseskort og M.2-stasjoner (mer om dem senere).

Hvis du ser på hovedkortet (se ovenfor), kan du enkelt se hvor PCIe-sporene er. De kommer stort sett i x16, x8, x4 og x1 varianter. Disse tallene indikerer hvor mange baner med dataoverføring et spor har. Jo høyere antall baner, jo flere data kan du flytte til enhver tid, og det er derfor grafikkort bruker x16-spor.

Det er også et M.2-spor i bildet over, rett under det øverste x16-sporet. M.2-spor kan bruke opptil fire baner, og dermed er de x4.

Nøkkelen av PCIe-spor i hvilken som helst datamaskin har baner koblet til CPU for best mulig ytelse. Resten av PCIe-sporene kobles til brikkesettet. Dette støtter også en ganske rask tilkobling til CPU, men ikke så rask som direkte tilkoblinger.

Foreløpig er det to generasjoner av PCIe i bruk: 3.0 (den vanligste) og 4.0. Fra midten av 2019 var PCIe 4.0 helt ny og støttet bare på AMDs Ryzen 3000-prosessorer og X570-hovedkort. Versjon 4 er, som du forventer, raskere.

Imidlertid metter de fleste komponenter ennå ikke maksimal båndbredde på PCIe 3.0. Så selv om PCIe 4.0 er imponerende, er det ennå ikke en nødvendighet for moderne datamaskiner.

RELATERT: PCIe 4.0: Hva er nytt og hvorfor det betyr noe?

NVMe Over PCIe

PCIe er altså som SATA III; de brukes begge til å koble individuelle komponenter til et datasystem. Akkurat som SATA III trenger AHCI før en harddisk eller SSD kan kommunisere med et datasystem, er PCIe-baserte stasjoner avhengige av en vertkontroller, kalt NVMe (non-volatile memory express).

Men hvorfor snakker vi ikke om SATA III versus PCIe-stasjoner, eller AHCI versus NVMe?

Årsaken er ganske grei. Vi har alltid referert til stasjoner som SATA-baserte, som SATA, SATA II og SATA III - ingen overraskelse der.

Da stasjonsprodusenter begynte å lage PCIe-stasjoner, var det en kort periode der vi snakket om PCIe SSD-er.

Imidlertid hadde ikke bransjen noen standarder å rulle rundt som den gjorde med SATA-stasjoner. I stedet, som Western Digital forklarte, brukte selskaper AHCI og bygde sine egne drivere og firmware for å kjøre disse stasjonene.

Det var et rot, og AHCI var fortsatt ikke bra nok. Som Kingston forklarte oss, var det også vanskeligere for folk å adoptere stasjoner som var raskere enn SATA, fordi de i stedet for en plug-and-play-opplevelse måtte installere spesielle drivere.

Til slutt samlet bransjen seg rundt standarden som ble NVMe og erstattet AHCI. Den nye standarden var så mye bedre, det var fornuftig å begynne å snakke om NVMe. Og resten, som de sier, er historie.

NVMe ble bygget med tanke på moderne, PCIe-baserte SSD-er. NVMe-stasjoner er i stand til å akseptere langt flere kommandoer samtidig enn SATA III mekaniske harddisker eller SSD-er. Det, kombinert med lavere ventetid, gjør NVMe-stasjoner raskere og mer responsiv.

Hvordan ser NVMe-stasjoner ut?

Hvis du handler på en NVMe-basert stasjon i dag, er det du vil ha en M.2 gumstick. M.2 beskriver stasjonens formfaktor - eller, for vårt formål, hvordan den ser ut. M.2-stasjoner har vanligvis opptil 1 TB lagringsplass, men de er små nok til å holde mellom tommelen og pekefingeren.

M.2-stasjoner kobles til spesielle M.2 PCIe-spor som støtter opptil fire baner med dataoverføring. Disse stasjonene er vanligvis NVMe-baserte, men du kan også finne M.2-stasjoner som bruker SATA III - bare les emballasjen nøye.

SATA III-baserte M.2-er er ikke så vanlige i disse dager, men de finnes. Noen populære eksempler er WD Blue 3D NAND og Samsung 860 Evo.

RELATERT: Hva er M.2 utvidelsesspor, og hvordan kan jeg bruke den?

Bør du dumpe SATA III-stasjoner?

Selv om NVMe er fantastisk, er det ingen grunn til å gi opp SATA III-stasjoner ennå. Til tross for SATA IIIs begrensninger, er det fortsatt et godt valg for sekundær lagring.

Alle som bygger en ny PC, vil for eksempel gjøre det bra å bruke en M.2 NVMe-stasjon til oppstartsstasjonen og primærlagringen. Han kunne da legge til en billigere harddisk eller 2,5-tommers SSD med større kapasitet som sekundær lagring.

Det kan være en fin ide å ha all lagringsplassen din som kjører over PCIe. Imidlertid er NVMe-stasjoner akkurat nå begrenset til omtrent 2 TB. Høyere kapasiteter er også uoverkommelig dyre. Et budsjett 1 TB, M.2 NVMe-stasjon koster vanligvis rundt $ 100 (som handler om hva en 2 TB SATA III-harddisk med høy ytelse koster).

Priser kan selvfølgelig endres ettersom vi får enda høyere kapasitet M.2-stasjoner. Kingston sa at vi kan forvente å se M.2-stasjoner med 4 og 8 TB kapasitet rundt begynnelsen av 2021.

Inntil da er kombinasjonen av M.2 med sekundære SSD-er og harddisker det beste alternativet.

Den samme ideen gjelder bærbare datamaskiner. Hvis du kjøper en ny rigg, kan du se etter en med NVMe-flashlagring og et ekstra 2,5-tommers lager for en SATA III-harddisk eller SSD.

Ikke alle NVMe-stasjoner er imidlertid like. Det lønner seg definitivt å lese anmeldelser på målstasjonen din før du kjøper en.

Hvis du har en ny stasjonær PC eller bærbar PC, er sjansen stor for at den har M.2-spor som støtter NVMe. Oppgradering av PC-en er vel verdt det!